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“RNA橋”新基因編輯技術(shù)問世
2024年06月27日 09:59:24
來源：化工儀器網(wǎng) 作者：楊 點(diǎn)擊量：9419
這種技術(shù)使得對(duì)基本DNA的單步重排成為可能，為科學(xué)家提供了一種更簡(jiǎn)易、更精準(zhǔn)的基因組編輯方法。
【化工儀器網(wǎng) 項(xiàng)目成果】基因編輯技術(shù)是指通過特定的基因編輯工具，如CRISPR-Cas9系統(tǒng)、TALEN(轉(zhuǎn)錄活性核酸酶易位體)和鋅指核酸酶(ZFN)等，對(duì)生物體基因組中的特定目標(biāo)進(jìn)行修飾的過程。這些工具能夠高效而精準(zhǔn)地實(shí)現(xiàn)基因的插入、缺失或替換，從而改變生物體的遺傳信息和表現(xiàn)型特征。
6月26日，《自然》發(fā)表的兩篇論文描述了一種新的基因組編輯技術(shù)，這種技術(shù)能在用戶指定的基因組位點(diǎn)插入、倒位或刪除長(zhǎng)DNA序列。這種技術(shù)使得對(duì)基本DNA的單步重排成為可能，為科學(xué)家提供了一種更簡(jiǎn)易、更精準(zhǔn)的基因組編輯方法。
與傳統(tǒng)的基因編輯技術(shù)相比，RNA橋技術(shù)具有顯著的優(yōu)勢(shì)。它不僅可以進(jìn)行更精準(zhǔn)有效的大規(guī)模基因組編輯，還可以在介導(dǎo)重組的過程中避免意外斷裂，大大提高了編輯的準(zhǔn)確性和安全性。此外，RNA橋的可編程性也為基因組設(shè)計(jì)領(lǐng)域帶來了更多的可能性。
用于重排基因組中長(zhǎng)DNA序列的可編程系統(tǒng)或成為基因組設(shè)計(jì)領(lǐng)域的一個(gè)有用工具。大規(guī)模基因組重排通常由重組酶(催化DNA斷裂和重組)或轉(zhuǎn)座酶(將DNA片段從一個(gè)位置移動(dòng)到另一位置)等完成。如果這些酶可通過編程靶向特定位點(diǎn)，就可能成為有效的基因組編輯工具。
在第一篇論文Bridge RNAs direct programmable recombination of target and donor DNA中，美國加利福尼亞州Arc研究所的Patrick Hsu研究團(tuán)隊(duì)描述了一種將可編程重組酶用于基因編輯的技術(shù)。
這些重組酶由RNA引導(dǎo)，RNA則是引導(dǎo)重組酶靶向位點(diǎn)和促進(jìn)預(yù)選編輯的一座“橋”。這個(gè)RNA橋含有一個(gè)指定供體DNA序列的區(qū)域，以及另一個(gè)指定基因組插入位點(diǎn)的區(qū)域。這兩個(gè)區(qū)域都能通過獨(dú)立重編程識(shí)別和結(jié)合不同的DNA序列或插入位點(diǎn)，并且它們對(duì)不同類型的DNA重排都使用了同一種機(jī)制。這個(gè)RNA橋比使用常規(guī)重組酶的現(xiàn)有基因編輯技術(shù)更易修飾——現(xiàn)有基因編輯技術(shù)通常需要使用更復(fù)雜的蛋白質(zhì)-DNA結(jié)合位點(diǎn)。
在另一篇同時(shí)發(fā)表的論文Structural mechanism of bridge RNA-guided recombination中，日本東京大學(xué)的西增弘志(Hiroshi Nishimasu)研究團(tuán)隊(duì)則利用冷凍電鏡解析了這種重組酶的結(jié)構(gòu)，并對(duì)其作用機(jī)制進(jìn)行了詳細(xì)闡述。
編者按：
基因編輯技術(shù)是一種強(qiáng)大的生物技術(shù)工具，具有廣泛的應(yīng)用前景和潛力。這項(xiàng)技術(shù)不僅將在醫(yī)學(xué)、農(nóng)業(yè)和環(huán)境保護(hù)等領(lǐng)域發(fā)揮重要作用，還將對(duì)我們的生活方式、經(jīng)濟(jì)發(fā)展和社會(huì)結(jié)構(gòu)產(chǎn)生深遠(yuǎn)的影響。然而，由于其涉及到對(duì)生物體基因組的直接修改，因此需要謹(jǐn)慎對(duì)待并加強(qiáng)監(jiān)管措施，以確保其安全性和可持續(xù)性。
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